文献类型：学位论文

中文题名：当归精油/β-环糊精包合物的制备及对贮藏百合鲜鳞茎尖孢镰刀菌的抑制作用机制研究

作者：刘超群[1];

第一作者：刘超群

机构：[1]甘肃中医药大学;

第一机构：甘肃中医药大学

导师：王引权;甘肃中医药大学

授予学位：博士

语种：中文

中文关键词：当归精油包合物;兰州百合;秀丽隐杆线虫;尖孢镰刀菌;抑菌机制

年份：2024

摘要：目的:为了探讨当归精油（AEOs）、当归精油/β-环糊精（AEOs/β-CD）包合物对尖孢镰刀菌的抑制作用,本研究制备了AEOs/β-CD包合物并对其性能进行表征,评估了AEOs及AEOs/β-CD包合物的毒理效应,观察了AEOs及AEOs/β-CD包合物对尖孢镰刀菌体外体内抑制作用及对兰州百合鲜鳞茎的保鲜效果,通过对尖孢镰刀菌细胞内相关酶活性、物质含量变化的影响,研究AEOs及AEOs/β-CD包合物对兰州百合贮藏期鳞茎腐烂病主要致病菌尖孢镰刀菌的抑制作用及分子机制,并综合比较AEOs及AEOs/β-CD包合物的抑菌保鲜效果及抑菌时效,为兰州百合鲜鳞茎的贮藏和保鲜奠定理论基础,也为AEOs的资源利用和开发提供科学依据。方法:（1）采用饱和水溶液法制备不同工艺条件下的AEOs/β-CD包合物,并通过对所制备包合物的得率、包合率及含油率的测定,确定制备包合物的最佳工艺条件;采用SEM、TLC、FT-IR、DSC及HPLC等方法,对最佳工艺条件下所制备的包合物的形貌和结构进行表征。（2）以秀丽隐杆线虫为毒理评价模型,观察AEOs及AEOs/β-CD包合物对线虫个体发育指标、衰老指标、生殖能力的指标、运动行为指标的影响。（3）用直接抑菌法和直接熏蒸法筛选了AEOs及AEOs/β-CD包合物对尖孢镰刀菌体外抑菌方式;通过微量稀释法确定了AEOs及AEOs/β-CD包合物对尖孢镰刀菌的MIC值和MFC值;采用生长速率抑制法对AEOs及AEOs/β-CD包合物的体外抑菌活性进行评价;体内抑菌法观察了AEOs及AEOs/β-CD包合物对兰州百合鲜鳞茎的发病率和腐烂度的影响,测定了兰州百合鲜鳞茎的感官指标（重量、含水量）和营养品质指标（总酸、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、淀粉含量、粗纤维含量、Vc含量和黄酮含量）。（4）采用主成分分析法对AEOs及AEOs/β-CD包合物的抑菌作用和对鲜鳞茎保鲜效果进行综合评价,筛选出AEOs及AEOs/β-CD包合物的最佳使用浓度。（5）SEM观察了AEOs及AEOs/β-CD包合物处理12h后尖孢镰刀菌菌丝体超微结构的变化;荧光显微镜观察了经AEOs及AEOs/β-CD包合物处理12h后尖孢镰刀菌的细胞质膜结构完整性;测定经AEOs及AEOs/β-CD包合物处理0h、3h、6h、9h、12h、24h时尖孢镰刀菌组织的几丁质酶活性、SOD酶活性、POD酶活性、ATP酶活性、HK酶活性、SDH酶活性、MDH酶活性、MDA含量、H2O2含量、蛋白质含量、可溶性糖含量、ATP含量;非靶向代谢组学检测经AEOs及AEOs/β-CD包合物处理12h后尖孢镰刀菌细胞主要代谢通路。结果:（1）AEOs/β-CD包合物的最佳制备工艺为:芯材与壁材质量比1:10,环糊精浓度10%,包合温度45℃,包合时间180min。此工艺条件下,包合物的得率为84.37%、包合率为54.25%,含油率为7.14%。SEM结果表明,AEOs/β-CD包合物结构呈菱形,晶体表面光滑均匀,没有观察到明显的裂痕,与β-CD结构相差较大;TLC结果表明,包合物制备成功且包合技术对AEOs的成分无影响;FT-IR和DSC表明,AEOs/β-CD包合物在分子结构和理化性质上与AEOs、β-CD和物理混合物有显著差异;此外,HPLC结果也表明包合过程是一个物理过程,不会引起化合物结构的改变,AEOs/β-CD包合物未使AEOs中的主要成分藁本内酯结构异变。（2）以秀丽隐杆线虫为毒理评价模型的结果显示,在AEOs及AEOs/β-CD包合物各剂量暴露条件下,秀丽隐杆线虫的体长、体宽发生显著性变化,与空白对照组相比,AEOs各剂量组线虫的体长、体宽均明显下降（P<0.05）,AEOs/β-CD包合物各剂量组能使秀丽隐杆线虫体长增加、体宽下降但没有统计学意义（P>0.05）;与空白对照组相比,AEOs及AEOs/β-CD包合物各剂量组均能延长秀丽隐杆线虫的寿命但不显著（P>0.05）,AEOs中剂量组的线虫最长寿命达到28d,AEOs/β-CD包合物中剂量组的线虫最长寿命达到30d;同时,AEOs及AEOs/β-CD包合物没有对秀丽隐杆线虫生殖腺形态产生影响,AEOs能使秀丽隐杆线虫产卵数量减少,但差异不显著（P>0.05）,AEOs/β-CD包合物中计量组能使秀丽隐杆线虫产卵数目增加但没有明显差异（P>0.05）;另外,AEOs及AEOs/β-CD包合物各剂量对秀丽隐杆线虫头部摆动次数和身体弯曲次数的影响较空白对照组相比没有显著差异（P>0.05）。（3）AEOs及AEOs/β-CD包合物对尖孢镰刀菌均产生显著抑制作用（P<0.05）,MIC值分别为8μL/m L和12mg/g,MFC值分别为32μL/m L和48mg/g;尖孢镰刀菌能引起兰州百合鲜鳞茎发病,与空白对照组相比,AEOs中剂量和高剂量组鳞茎腐烂度分别下降60%和67%（P<0.01）,AEOs/β-CD包合物能降低鳞茎腐烂度但差异没有统计学意义（P>0.05）;AEOs使兰州百合鲜鳞茎的重量、含水量、可溶性糖、可溶性蛋白、粗纤维、Vc和黄酮含量明显提高（P<0.05）,对总酸含量的影响与浓度有一定关系（P<0.01）,对淀粉含量没有明显作用（P>0.05）;AEOs/β-CD包合物使兰州百合鲜鳞茎的重量、含水量、黄酮含量明显提高（P<0.05）,使可溶性蛋白含量和可溶性糖含量显著下降（P<0.05）,对总酸、淀粉、粗纤维和Vc含量没有明显作用（P>0.05）。（4）AEOs中剂量组和AEOs/β-CD包合物低剂量组是抑菌保鲜的最佳浓度。（5）AEOs及AEOs/β-CD包合物通过诱导供试菌体产生MDA和H2O2（P<0.05）,使细胞壁和细胞膜氧化损伤,破坏细胞壁和细胞质膜的完整性,影响糖和蛋白质等大分子物质的合成（P<0.05）,抑制呼吸代谢中关键的酶HK、SDH和MDH的活性（P<0.05）,干扰能量代谢的关键物质ATP的合成及ATP酶活性（P<0.05）。代谢组学结果显示AEOs及AEOs/β-CD包合物通过D-氨基酸代谢和ABC转运蛋白的代谢途径对尖孢镰刀菌产生抑制作用。结论:（1）AEOs及AEOs/β-CD包合物对秀丽隐杆线虫无毒副作用,可安全使用。（2）AEOs及AEOs/β-CD包合物对尖孢镰刀菌有强抑制作用,并改善百合鲜鳞茎的营养品质。（3）AEOs及AEOs/β-CD包合物通过破坏细胞结构完整性、干扰菌体内物质合成以及影响D-氨基酸和ABC转运蛋白途径来抑制尖孢镰刀菌活性。（4）作为抑菌剂,AEOs的保鲜效果优于AEOs/β-CD包合物,但其抑菌作用具有时效性。相比之下,AEOs/β-CD包合物更安全,并发挥了缓释作用,减少了AEOs的挥发并延长了抑菌时间。